語音播報
6月15日11時00分,中國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心采用長征四號乙運載火箭,成功發(fā)射首顆X射線空間天文衛(wèi)星“慧眼”。圖為吊裝衛(wèi)星瞬間。中新社發(fā) 航天科技集團五院 供圖
6月15日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射的硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星(HXMT)是中國首臺太空望遠鏡,被形容為“宇宙星探”。它是怎樣的星?記者通過采訪獲得三個關(guān)鍵詞。
“分秒必爭”
HXMT既要巡天觀測,發(fā)現(xiàn)大批被塵埃遮擋的黑洞和未知類型天體;又要定點觀測黑洞、中子星、活動星系核等高能天體,揭開其光變和能譜性質(zhì)。
這位“宇宙星探”極為勤奮。中國航天科技集團五院硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星系統(tǒng)總指揮兼總設(shè)計師潘騰說,它可以對宇宙天體高能事件實現(xiàn)全天時、大范圍觀測,從進入太空至壽終,都將不停歇地進行觀測。
如此分秒必爭,也與一場激烈的競爭有關(guān)。目前國際上約有7臺能夠開展X射線觀測的空間設(shè)備在軌運行,比如美國國家航空航天局(NASA)的錢德拉、歐洲空間局的XMM—牛頓望遠鏡等。日本天文衛(wèi)星“瞳”在2016年失控后,該國科學(xué)家曾扼腕嘆息道“我們錯過了新科學(xué)”。
如今中國“宇宙星探”出發(fā),為中國科學(xué)家贏得寶貴先機。比如,HXMT早期觀測提案征集的范圍是中國(含港澳臺)的天文學(xué)家,觀測方案的提交者在一定時間段內(nèi)將享有該提案觀測數(shù)據(jù)的優(yōu)先使用權(quán)。
“軟硬兼?zhèn)洹?/strong>
如果說以“哈勃”為代表的光學(xué)望遠鏡是“看圖像”,那么X射線光學(xué)望遠鏡更像是“聽聲音”。其中,波長在0.1至10納米的X射線被稱為軟X射線,波長在0.01至0.1納米之間的X射線被稱為硬X射線,后者能量更高,蘊含的信息也更為豐富。
包括錢德拉、牛頓望遠鏡在內(nèi),此前大多數(shù)觀測X射線的空間設(shè)備均只能看到軟X射線。攜帶高能X射線望遠鏡、中能X射線望遠鏡和低能X射線望遠鏡的中國“宇宙星探”,已準(zhǔn)備好聆聽來自太空的一舉一動。
雖然名為硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星,中國航天科技集團五院硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星工程總設(shè)計師馬世俊說,HXMT實際上是“軟硬兼?zhèn)洹保哂杏瞂射線和軟伽馬射線能段大面積的探測器,提高了靈敏度。
“中國創(chuàng)造”
馬世俊介紹,HXMT出自中國航天科技集團公司五院,應(yīng)用了成熟的衛(wèi)星平臺及全部國產(chǎn)化的單機部件。“但成熟不等于復(fù)制?!彼f,考慮到HXMT是工作模式較多的“宇宙星探”,因此從平臺設(shè)計、姿態(tài)控制到溫度控制,都要拿出絕活。
以衛(wèi)星熱控設(shè)計為例,為保證有效載荷探測精度,必須將高能、中能、低能探測器集中安裝在同一支撐結(jié)構(gòu)上,但它們彼此間溫度要求最大相差80攝氏度。研發(fā)團隊琢磨出多級隔熱措施、深冷熱管技術(shù)、梯度溫度加熱等妙招,解決這一難題。
HXMT還飽含中國智慧,有別于既復(fù)雜又昂貴的歐美編碼孔徑成像技術(shù),它采用直接解調(diào)方法反演成像技術(shù)。簡單來說,這項技術(shù)充分利用數(shù)據(jù)中有關(guān)測量對象和測量儀器的信息,分辨率高,還能有效抑制噪音干擾。
中國科學(xué)院高能物理研究所研究員宋黎明說,與歐美發(fā)達國家相比,中國的空間科學(xué)仍然處于起步階段,但HXMT為中國在空間X射線觀測領(lǐng)域搶占一席之地。
宋黎明還介紹,中科院高能所在2007年提出X射線時變與偏振探測衛(wèi)星(eXTP)計劃,以作為HXMT的后續(xù)任務(wù)?!癳XTP的綜合性能將有一個數(shù)量級的提高?!彼f,這項計劃已吸引20多個國家的科學(xué)家有意向參與合作。
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